專利名稱：固定型等速萬向接頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車和各種工業(yè)設(shè)備上的能量傳輸系統(tǒng)的固定型等速萬向接頭，例如，適合于只允許工作角位移在兩主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間的情況。
背景技術(shù)：
固定型等速萬向接頭是可以得到的，例如，UJ型(下部免切割)。這種固定型等速萬向接頭的結(jié)構(gòu)包括一具有內(nèi)球面的接頭外環(huán)，內(nèi)球面上有多個(gè)周向均布的軸向延伸軌道槽；一具有外球面的接頭內(nèi)環(huán)，外球面上有周向均布的軸向延伸軌道槽，該軌道槽正好與接頭外環(huán)上的軌道槽對(duì)應(yīng)；多個(gè)球體放置在由接頭內(nèi)、外環(huán)軌道槽之間限定的球軌內(nèi)；一帶凹坑的保持器用于把球控制在球軌道內(nèi)；和一用于軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)外球面、放置在接頭外環(huán)底部、由一內(nèi)球面形成的承受構(gòu)件。
這種固定型等速萬向接頭的裝配過程如下。首先，將保持器裝配到接頭外環(huán)以設(shè)定為它的正常位置，然后將接頭內(nèi)環(huán)軸向插入并推到與接頭外環(huán)底部鄰接為止。于是，沿接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽將球軸向地插入到保持器凹坑內(nèi)，藉此將它們裝配到接頭外環(huán)的軌道槽內(nèi)。其后，接頭內(nèi)環(huán)被向接頭外環(huán)的開端回拉，由此當(dāng)球被裝配到接頭內(nèi)環(huán)的軌道槽時(shí)，接頭內(nèi)環(huán)呈現(xiàn)在規(guī)定位置(參閱，例如，日本專利公開的平成6-193645(第4-6頁，附圖6-9，及附圖15-18)，即下文中參考的專利文件1)。
此外，其它固定型等速萬向接頭包括BJ型。該固定型等速萬向接頭實(shí)質(zhì)上具有與上面描述的UJ型具有相同的構(gòu)造。即，其結(jié)構(gòu)包括一具有內(nèi)球面的接頭外環(huán)，內(nèi)球面上有多個(gè)周向均布的軸向延伸軌道槽；一具有外球面的接頭內(nèi)環(huán)，外球面上有周向均布的軸向延伸軌道槽，該軌道槽正好與接頭外環(huán)上軌道槽對(duì)應(yīng)；多個(gè)球體放置在由接頭內(nèi)、外環(huán)軌道槽之間限定的球軌內(nèi)；和一帶凹坑的保持器用于把設(shè)置在球軌道內(nèi)的球保持住。
這種固定型等速萬向接頭的裝配過程如下。首先，在保持器中心軸與接頭外環(huán)中心軸正交的位置將保持器插入到接頭外環(huán)內(nèi)，保持器插入后，將保持器轉(zhuǎn)90°使其和接頭外環(huán)中心軸重合。保持器凹坑與接頭外環(huán)上的軌道槽相對(duì)并將球嵌入所有的凹坑中。然后，致使接頭內(nèi)環(huán)的中心軸與帶有凹坑中嵌入了球的保持器的接頭外環(huán)中心軸的延伸部分相重合，兩中心軸保持重合，將接頭內(nèi)環(huán)軸向推進(jìn)保持器內(nèi)(參閱，例如，日本專利公開的平成7-98023(第2-3頁，附圖1-4)，即下文中參考的專利文件2)。
與此相關(guān)，專利文件1公開了固定型等速萬向接頭，其裝配方法導(dǎo)致了淺的軌道槽，由此減小了扭矩承載能力。即，在這種固定型等速萬向接頭的裝配過程中，為了使其能夠?qū)崿F(xiàn)，在將保持器插入接頭外環(huán)后，要將接頭內(nèi)環(huán)插入保持器并推到接頭外環(huán)的底部，接頭內(nèi)環(huán)的外徑設(shè)計(jì)成小于保持器的內(nèi)徑。這里，由于適合于接頭內(nèi)環(huán)中間軸的外徑是指定值，如果接頭內(nèi)環(huán)的外徑減小的話，接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽將變淺。這將導(dǎo)致固定型等速萬向接頭承受扭矩載荷的能力下降。
進(jìn)一步，關(guān)于專利文件1所述固定型等速萬向接頭，其結(jié)構(gòu)是放置在接頭外環(huán)底部的承受構(gòu)件的內(nèi)球面沿軸向支撐著接頭內(nèi)環(huán)的外球面。由于承受構(gòu)件的內(nèi)球面以這種放置在接頭中心軸周圍的方式沿軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)，故其支撐范圍很窄，在大工作角度的情況下難以保持等速特性，產(chǎn)生諸如振動(dòng)、噪聲及承受構(gòu)件的內(nèi)球面和接頭內(nèi)環(huán)外球面之間的大的位移；因此就有熱生成率增加的擔(dān)憂。
再進(jìn)一步，關(guān)于專利文件2所述固定型等速萬向接頭，其裝配方法是這樣的，在將接頭內(nèi)環(huán)推入保持器時(shí)涉及接頭外環(huán)承受保持器，利用了接頭內(nèi)、外環(huán)的彈性變形。要控制接頭內(nèi)、外環(huán)的彈性變形量是困難的，并且如果彈性變形量過大，裝配性就下降，由于一額外的載荷作用于球和軌道之間，有損害這兩者之間接觸區(qū)域的傾向，導(dǎo)致耐久性降低的擔(dān)憂。
更進(jìn)一步，根據(jù)專利文件2所述固定型等速萬向接頭的裝配方法，致使接頭內(nèi)環(huán)的中心軸與接頭外環(huán)中心軸的延伸部分相重合，并保持兩中心軸彼此重合，而將接頭內(nèi)環(huán)推進(jìn)保持器內(nèi)。在專利文件2所述BJ型等速萬向接頭的情形中，接頭內(nèi)環(huán)軌道槽底部被圓滑以便易于把接頭內(nèi)環(huán)推進(jìn)保持器的內(nèi)徑，這個(gè)有嵌入的球在其凹坑中的保持器，被接頭外環(huán)承受著。然而，如果將其應(yīng)用于UJ型的等速萬向接頭，UJ型等速萬向接頭的接頭內(nèi)環(huán)軌道槽有一平直的底部，并且由于這個(gè)平直底部位于接頭內(nèi)環(huán)的插入端，接頭內(nèi)環(huán)上軌道槽的平直部分相對(duì)于保持器的內(nèi)徑是大的，這個(gè)有嵌入的球在其凹坑中并被接頭外環(huán)承受著的保持器，使得接頭內(nèi)環(huán)很難推入，降低了其裝配性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了保證具有承載充足的扭矩載荷的能力，保持等速特性，并使得接頭外環(huán)、保持器、球和接頭內(nèi)環(huán)等零件組成易于裝配。
本發(fā)明提供一固定型等速萬向接頭，其特征在于包括具有一內(nèi)球面的圓柱接頭外環(huán)，此內(nèi)球面上有多個(gè)周向均布的軸向延伸軌道槽；一具有外球面的接頭內(nèi)環(huán)，外球面上有周向均布的軸向延伸軌道槽，該軌道槽正好與接頭外環(huán)上軌道槽對(duì)應(yīng)；多個(gè)扭矩傳輸球的放置在由接頭內(nèi)、外環(huán)軌道槽之間限定的球軌內(nèi)；和一帶凹坑的保持器用于把扭矩傳輸球保持在上述球軌道內(nèi)，其中在上述接頭外環(huán)后部開端的內(nèi)徑大于接頭內(nèi)環(huán)外徑，上述保持器的內(nèi)徑表面具有這樣的形狀，以致于當(dāng)位于軸中心前方的區(qū)域可以允許接頭內(nèi)環(huán)的軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位于軸中心前方的區(qū)域就可以控制接頭內(nèi)環(huán)向前的運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)該發(fā)明的固定型等速萬向接頭，其制造方法的特征在于包括下列步驟通過圓柱接頭外環(huán)的前部開端插入保持器，將帶有接頭內(nèi)環(huán)的保持器放置到規(guī)定位置；嵌入安裝扭矩傳輸球到與上述接頭外環(huán)內(nèi)球面上的多個(gè)周向均布軸向延伸軌道槽重合的保持器內(nèi)；通過接頭外環(huán)后開端插入接頭內(nèi)環(huán)，接頭外環(huán)有一大于上述接頭內(nèi)環(huán)外徑的內(nèi)徑，使得接頭內(nèi)環(huán)可以通過，通過一可以使接頭內(nèi)環(huán)能夠進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)的保持器的位于軸中心后向的表面，通過這些步驟把接頭內(nèi)環(huán)放置到規(guī)定的位置。
在這里，由于在保持器軸中心區(qū)域前端形成的保持器的內(nèi)徑表面，即，由于“一具有控制接頭內(nèi)環(huán)向前運(yùn)動(dòng)能力的形狀的表面”，一接觸接頭內(nèi)環(huán)的外球面的內(nèi)球面是有效的，然而，除了這種內(nèi)球面外，其它形狀可能也是可用的。進(jìn)一步，由于在保持器軸中心區(qū)域前端形成的保持器的內(nèi)徑表面，即，由于“一具有控制接頭內(nèi)環(huán)向前運(yùn)動(dòng)能力的形狀的表面”，一接觸接頭內(nèi)環(huán)的外球面的內(nèi)圓柱面是有效的，然而，除了內(nèi)圓柱面外，其它形狀可能也是可用的。
進(jìn)一步，由于“接頭外環(huán)的后部開端(前部開端)”意指位于接頭外環(huán)與其它零件諸如軸桿相聯(lián)的一邊的開端(與軸的方向相對(duì)的開端)。更進(jìn)一步，“軸中心后(前)方的區(qū)域”意指保持器與接頭外環(huán)呈現(xiàn)在指定位置時(shí)的一邊(與軸的一邊相對(duì))，即，由于保持器的軸中心與接頭中心重合，上述接頭外環(huán)與其它零件諸如軸桿相聯(lián)。
根據(jù)該發(fā)明的固定型等速萬向接頭，其裝配由一接頭外環(huán)、一保持器、多個(gè)球及一接頭內(nèi)環(huán)組成，首先，通過圓柱接頭外環(huán)的前部開端插入保持器，并使其處在指定的位置，在其上將所有的扭矩傳輸球嵌入到保持器內(nèi)。然后，在與接頭內(nèi)環(huán)結(jié)合中，接頭內(nèi)環(huán)可以通過接頭外環(huán)后部開端被插入保持器并呈現(xiàn)在規(guī)定的位置，因?yàn)榻宇^外環(huán)后部開端有一大于接頭內(nèi)環(huán)外徑的內(nèi)徑，并且具有一允許接頭內(nèi)環(huán)軸向運(yùn)動(dòng)的表面形狀，例如，從保持器內(nèi)徑表面的軸中心到保持器后邊形成了一內(nèi)圓柱面，因此，零件的裝配可以被簡化。
采用這種固定型等速萬向接頭，其結(jié)構(gòu)中的外球面成型成延伸到接頭內(nèi)環(huán)的后面，同時(shí)，內(nèi)球面在上述接頭內(nèi)環(huán)上位于后向的承受部分的端面形成，而且承受部分的內(nèi)球面軸向支撐上述接頭內(nèi)環(huán)的外球面，導(dǎo)致保持器的內(nèi)圓柱面輻射狀地支撐接頭內(nèi)環(huán)的外球面，從而保證它可以獲得足夠的扭矩承載能力，以防止振動(dòng)和非正常噪聲，并保持等速特性。進(jìn)一步，作用在接頭內(nèi)環(huán)外球面上的力被分散在保持器的內(nèi)圓柱面和承受構(gòu)件的內(nèi)球面之間，抑制了承受構(gòu)件內(nèi)球面上熱量的產(chǎn)生因而可以避免卡死。另外，從接頭內(nèi)環(huán)分離的構(gòu)件可以提供在接頭內(nèi)環(huán)后部形成的外球面。
這里，如果接頭內(nèi)環(huán)外球面的曲率半徑設(shè)計(jì)成小于保持器內(nèi)球面的曲率半徑，于是減少接頭內(nèi)環(huán)和保持器之間的接觸以及使得保持器的運(yùn)動(dòng)光滑就成為可能，這樣可以減小球作用在保持器上的力。
本發(fā)明可應(yīng)用于具有八個(gè)扭矩傳輸球的固定型等速萬向接頭，球的PCD可以隨尺寸收縮而減少。
另外，作為軸向支撐承受結(jié)構(gòu)的接頭內(nèi)環(huán)，那里可以預(yù)期一與接頭外環(huán)后開端固聯(lián)的軸桿組成的形狀，在其端面形成的這個(gè)形狀，是由具有內(nèi)球面的承受構(gòu)件、通過承受構(gòu)件與接頭外環(huán)后開端固聯(lián)的軸桿、以及一由具有在其端面以及直接固定在接頭外環(huán)后開端的承受構(gòu)件形成的內(nèi)球面組成的形態(tài)而組成。
進(jìn)一步，上述接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽是在最大操作角的范圍內(nèi)形成的，在此范圍以外的區(qū)域是由組合形成的，以此來控制軌道槽的軸向長度。利用該結(jié)構(gòu)，接頭內(nèi)環(huán)軌道槽之間的強(qiáng)度可以得到保證而且軌道槽之間的間距可以窄，這就使得這種等速萬向接頭的尺寸壓縮成為可能。


圖1所示為本發(fā)明的一實(shí)施例，其中(a)是沿(b)中B-O-B線剖開的剖視圖，(b)是沿(a)中A-O-A線剖開的剖視圖。
圖2所示為圖1(a)中一接頭外環(huán)的剖視圖。
圖3(a)所示為(b)的左視圖，(b)是圖1(a)中所示的一接頭內(nèi)環(huán)的剖視圖。
圖4(a)所示為圖1(a)中的保持器的左視圖。
圖5所示為本發(fā)明的一實(shí)施例，其中(a)所示為一將保持器裝配到接頭外環(huán)的過程的實(shí)例的側(cè)視圖，(b)所示為一將保持器裝配到接頭外環(huán)的過程的另一實(shí)例的側(cè)視圖。
圖6所示為本發(fā)明的一實(shí)施例，其顯示將球裝配到保持器的過程的剖視圖。
圖7所示為本發(fā)明的一實(shí)施例，其顯示將接頭內(nèi)環(huán)裝配到保持器的過程的剖視圖。
圖8所示為本發(fā)明的一實(shí)施例，其顯示將軸桿裝配到接頭內(nèi)環(huán)的過程的剖視圖。
圖9所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中(a)是沿(b)中E-O-E線剖開的剖視圖，(b)是沿(a)中D-O-D線剖開的剖視圖。
圖10所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例，其顯示一固定型等速萬向接頭的剖視圖，其中接頭外環(huán)和軸桿是按鋸齒形狀配合好的并且用夾防止滑出。
圖11所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例，其顯示一固定型等速萬向接頭的剖視圖，其中為接頭內(nèi)環(huán)設(shè)置的一承受構(gòu)件直接固定到一接頭外環(huán)上。
圖12所示為圖10和圖11的接頭內(nèi)環(huán)的剖視圖，其中軌道槽是在最大操作角范圍內(nèi)，和一該范圍以外的增大的區(qū)域形成的。
圖13(a)所示為一在外圍具有鋸齒狀突出部分形成的軸桿的前視圖，(b)是(a)的右視圖。
圖14所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例，其是一分解的剖視裝配圖，顯示一通過為接頭內(nèi)環(huán)設(shè)置的承受構(gòu)件將一軸桿裝配到接頭外環(huán)的過程。
圖15所示為圖14的裝配完成狀態(tài)，其中(a)是沿(b)中G-O-G線的剖視圖，(b)是沿(a)中F-O-F線的剖視圖。
圖16所示為圖15(a)的左視圖。
圖17所示為圖(a)放大了的主視剖面圖。
圖18(a)是一外圍有凸邊的軸桿的前視圖，(b)是一將具有圖(a)的軸桿裝配到其上的固定型等速萬向接頭的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1(a)和圖1(b)所示為本發(fā)明的一實(shí)施例，是一種UJ型的固定型等速萬向接頭，其中圖(a)是沿圖(b)中B-O-B線剖開的剖視圖，圖(b)是沿圖(a)中A-O-A線剖開的剖視圖。該實(shí)施例中的固定型等速萬向接頭包含一接頭外環(huán)1，一接頭內(nèi)環(huán)2，一保持器3，和扭矩傳輸球4(以下簡稱球)，及一軸桿5。
如圖2所示，接頭外環(huán)1呈衣袖形，其一端開口用于放入軸桿5，另一端開口用以承受接頭內(nèi)環(huán)2、保持器3和球4。接頭外環(huán)1的一端面(桿邊)是由內(nèi)圓柱面6形成，該內(nèi)圓柱面的最小內(nèi)徑D2大于接頭內(nèi)環(huán)2的外徑D1，以便允許接頭內(nèi)環(huán)2在下面描述的裝配過程中可以通過。內(nèi)圓柱面6的軸端具有一環(huán)形階梯7來控制軸桿5的裝配位置。此外，在接頭內(nèi)環(huán)1的另一端面(口邊)，其內(nèi)球面11上有周向均布的軸向延伸軌道槽13。
如圖3(a)和圖3(b)所示，接頭內(nèi)環(huán)2是球形的，該球形具有與之形成整體的中間軸8，和一外球面12，該外球面具有與接頭外環(huán)1上的軌道槽13配對(duì)的周向均布的軸向延伸軌道槽14。接頭內(nèi)環(huán)2被接頭外環(huán)1承受，因此當(dāng)操作角為0°時(shí)它與接頭外環(huán)的中心軸重合。此外，形成的接頭內(nèi)環(huán)2的外球面12的軸向外圍區(qū)域擁有油槽15，以提供潤滑使軸桿5的內(nèi)球面19與接頭內(nèi)環(huán)2的外球面12之間的運(yùn)動(dòng)光滑，考慮到這樣一事實(shí)，外球面12是由軸桿5上的內(nèi)球面19支撐，正如下面即將描述的。
如圖1所示的UJ型等速萬向接頭，接頭外環(huán)1上的軌道槽13的曲率中心O1與接頭內(nèi)環(huán)2上的軌道槽14的曲率中心O2對(duì)接頭中心O軸向偏離了相同的距離f。因此，接頭外環(huán)1上的每一軌道槽13具有一弓形的底部13a和位于口的最里邊的曲率中心O1，及一在口的開口邊的軸向平行直底13b，具有一從上述曲率中心O1線段輻射延伸、并與軌道槽13底部相交的區(qū)域定義的邊界。進(jìn)而，接頭內(nèi)環(huán)2上的每一軌道槽14具有一弓形的底部14a和一在開口邊的曲率中心O2，及一在口的最里邊的軸向平行直底14b，具有一從上述曲率中心O2線段輻射延伸、并與軌道槽14底部相交的區(qū)域定義的邊界。
如圖1(a)和圖1(b)所示的保持器3，介于接頭外環(huán)1的內(nèi)球面11和接頭內(nèi)環(huán)2的外球面12之間，并且約束著多個(gè)球4(在該實(shí)施例中是6個(gè)球)。這些球4被保持器3上的軸向均布凹坑16(在該實(shí)施例中是6個(gè)凹坑)包著，并且放置在由接頭外環(huán)1上的軌道槽13及接頭內(nèi)環(huán)2上的軌道槽14之間形成的球軌道內(nèi)以傳遞扭矩。保持器3控制球4在將軸桿5和中間軸8之間的角度對(duì)分的平面上。保持器3(見圖1(b))上的凹坑16的周向?qū)挾萕的值設(shè)計(jì)成可以允許等速萬向接頭可以在最大操作角內(nèi)操作。
保持器3的內(nèi)徑表面是這樣的，位于軸中心的(即，圖1(a)的狀態(tài)，與接頭中心O重合)前部開口邊變成一內(nèi)球面17并與接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12相接觸，同時(shí)軸中心的口的后部最里邊變成一內(nèi)圓柱面18通向內(nèi)球面17。保持器3上的內(nèi)圓柱面18有一內(nèi)徑D3與接頭內(nèi)環(huán)2上的外徑D1同軸，如圖4(a)和圖4(b)所示，這樣可以允許接頭內(nèi)環(huán)2通過它。進(jìn)一步，由于當(dāng)接頭內(nèi)環(huán)2處于規(guī)定位置時(shí)，保持器3上的內(nèi)球面17與接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12重合，接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12與保持器3上的內(nèi)球面17鄰接。
此外，球4上的扭矩載荷的軸向分量直接作用到接頭外環(huán)1的開口上。因此，即使形成的保持器3的口最里邊的內(nèi)圓柱面18是薄壁的，形成的保持器3開口邊的內(nèi)球面17是厚壁的，承受軸向分量的開口邊的強(qiáng)度仍是安全的。進(jìn)一步，由于保持器3凹坑部的內(nèi)徑D4不可能干涉接頭內(nèi)環(huán)2的插入，因此可以設(shè)計(jì)得比內(nèi)圓柱面18上的內(nèi)徑D3更小。
軸桿5，這個(gè)接頭內(nèi)環(huán)2的軸向支撐部件，具有位于軸端的內(nèi)球面19與接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12重合，并且同軸固定在桿邊的開端，即，軸桿5的軸端插入到接頭外環(huán)1的桿邊開端并且被環(huán)形階梯7卡住，通過這樣控制軸桿5的軸向位置。軸桿5通過焊接到接頭外環(huán)1上的桿邊開端的焊接區(qū)固定在接頭外環(huán)1上(圖1(a)中的一部分)。通過固定在接頭外環(huán)1上的軸桿5，軸桿5上的內(nèi)球面19軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12。
在這種等速萬向接頭中，結(jié)構(gòu)中軸桿5上的內(nèi)球面19放置在接頭外環(huán)1的桿邊開端，軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12，同時(shí)，保持器3上的內(nèi)圓柱面18徑向支撐接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12，使得它具有足夠的承受扭矩載荷的能力，防止產(chǎn)生振動(dòng)和非正常噪聲，保持其等速特性。
然后，制造該實(shí)施例的固定型等速萬向接頭的方法，即，各種零部件的裝配過程，包括接頭外環(huán)1，接頭內(nèi)環(huán)2，保持器3，球4，和軸桿5，將在下面詳細(xì)描述。
首先，將保持器3插入口邊開端，也即接頭外環(huán)1的前開端，并確保在接頭外環(huán)1的指定位置。在將保持器3插入接頭外環(huán)1的過程中，如果保持器3在凹坑16位置(見圖4(b))的外徑D5小于接頭外環(huán)1上的內(nèi)球面的內(nèi)徑D6(見圖2)，然后，如圖5(a)所示，相對(duì)接頭外環(huán)1，將保持器3在同一軸上轉(zhuǎn)過軌道的1/2，形成角度α，以便讓保持器棱(套之間的區(qū)域)通過軌道槽13直到保持器達(dá)到其軸向位置，其后將保持器3再轉(zhuǎn)軌道的1/2形成角度α使其達(dá)到規(guī)定位置，進(jìn)一步，如果保持器3在凹坑16處的外徑D5比接頭外環(huán)1的內(nèi)球面11的內(nèi)徑D6大，然后，如圖5(b)所示，將保持器3相對(duì)接頭外環(huán)1轉(zhuǎn)90°并插入到口的最里邊，其后保持器3再轉(zhuǎn)90°到其規(guī)定位置。
隨后組合保持器3，如圖6所示，球4被嵌入保持器3上所有的凹坑16中。下一步，如圖7所示，接頭內(nèi)環(huán)2通過接頭外環(huán)1的桿邊開端被插入，隨著接頭外環(huán)1和保持器3達(dá)到彼此同軸同相，使其通過保持器3的內(nèi)圓柱面10，直到接頭內(nèi)環(huán)2的外球面12與它的內(nèi)球面17鄰接，由此確保接頭內(nèi)環(huán)2處在其規(guī)定位置。最后，如圖8所示，軸桿5被插入接頭外環(huán)1的桿邊開端，裝入接頭外環(huán)1的內(nèi)圓柱面，用環(huán)形階梯7卡住，并通過在接頭外環(huán)1的桿邊開端的連接區(qū)域的焊接將其固定到接頭外1上，隨著軸桿5固定到接頭外環(huán)1上，軸桿5的凹球面19軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12。
裝配的構(gòu)件由接頭外環(huán)1，保持器3，球4和接頭內(nèi)環(huán)2組成，首先，保持器3通過接頭外環(huán)1的桿邊開端插入到其規(guī)定位置，其上所有的球被裝在保持器3上，其后，與接頭內(nèi)環(huán)2組合，接頭內(nèi)環(huán)2可以通過接頭外環(huán)1的桿邊開端插入保持器3，并確保到規(guī)定位置，因?yàn)榻宇^外環(huán)1的桿邊開端有一內(nèi)徑D2大于接頭內(nèi)環(huán)2的外徑D1，并且因?yàn)閮?nèi)圓柱面18是由保持器3從軸中心到口最里邊的內(nèi)徑表面形成，由此，零件裝配被簡化。
圖9(a)和圖9(b)所示的等速萬向接頭是另一發(fā)明的實(shí)施例，通過實(shí)例的方法演示用壓力加工方法形成的接頭外環(huán)1′的應(yīng)用。這種壓力加工的接頭外環(huán)1′的應(yīng)用使減小等速萬向接頭的重量并降低其成本變得容易實(shí)現(xiàn)。
上面描述的實(shí)施例通過實(shí)例說明在接頭外環(huán)1的桿邊開端的焊接區(qū)用焊接方法把軸桿5固定到接頭外環(huán)上，采用一種結(jié)構(gòu)如圖10所示的作為另一種將軸桿固定到接頭外環(huán)上的方法也是可行的。在圖10所示的實(shí)施例中，接頭外環(huán)1″上的桿邊開端的內(nèi)圓柱面是通過鎖夾20形成的，而軸桿5的外圍面是通過鎖夾21形成的，以便通過放入到鎖夾20和21之間，將軸桿5固定到接頭外環(huán)1″上。進(jìn)一步，卡環(huán)23被插入安裝到接頭外環(huán)1″的桿邊開端形成的環(huán)向槽中，以防止軸桿5從接頭外環(huán)1″中滑出。另外，BJ型的固定型等速萬向接頭如圖10所示，特征構(gòu)件2′和3′分別表示該實(shí)施例中的接頭內(nèi)環(huán)和保持器。
圖11所示的實(shí)施例是一沒有軸桿一類的等速萬向接頭，并且如圖所示，它具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中接頭外環(huán)1是整體形成的，具有對(duì)應(yīng)的桿邊的開端邊緣24，并且通過銷釘安裝在另一部分上。在這種情況下，通過內(nèi)球面19形成的承受構(gòu)件25被直接固定到接頭外環(huán)1，并且承受構(gòu)件25的內(nèi)球面19軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)2的外球面12。此外，承受構(gòu)件25可以強(qiáng)制裝入到接頭外環(huán)1的內(nèi)圓柱面并且通過弄皺固定在那里。
如圖10和圖11所示實(shí)施例中的接頭內(nèi)環(huán)2′，如圖12所示，由在最大操作角θ范圍的軌道槽14′形成，并且具有這樣的形狀，這范圍以外的區(qū)域是由組合體26來限定的。如顯示的接頭內(nèi)環(huán)2′上的軌道槽的形狀，可保證接頭內(nèi)環(huán)2′上軌道槽之間部分的強(qiáng)度，可減小軌道槽之間的空間，達(dá)到壓縮等速萬向接頭尺寸的目的。
如前面描述的實(shí)施例(見圖1(a)和圖9(a))具有這樣的結(jié)構(gòu)，軸桿5的軸端面是由用于軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12的內(nèi)球面形成，通過利用前面描述的承受構(gòu)件25(見圖11)也可以提供一分離的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由軸桿和具有內(nèi)球面19的承受構(gòu)件25組成。
在該實(shí)施例中，如圖13(a)和圖13(b)所示，軸桿5′的外圍面是由夾子狀凸出部分27以及具有如圖14所示的內(nèi)球面19的承受構(gòu)件25形成，承受構(gòu)件被強(qiáng)制裝入接頭外環(huán)1″″的內(nèi)圓柱面，其上軸桿5′被插入直到與承受構(gòu)件25鄰接，引起軸桿5′上的夾子狀凸出部分27切入到接頭外環(huán)1″″上的內(nèi)圓柱面28，并且因此塑性進(jìn)入其中，通過該塑性進(jìn)入部分可有效傳輸扭矩。進(jìn)一步，如圖15(a)和圖15(b)及圖16的軸向固定，可通過這樣一結(jié)構(gòu)使其有效，其中有一接頭外環(huán)1″″的桿邊開端形成的雛折部分29。圖14，圖15(a)和圖15(b)所示的實(shí)施例是一UJ式固定型等速萬向接頭，其中符號(hào)2″、3″和5″分別代表其它實(shí)施例中的接頭內(nèi)環(huán)，保持器和軸桿。
此外，這個(gè)實(shí)施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中構(gòu)件30從接頭內(nèi)環(huán)2″分開，通過外球面12而形成，被安置在接頭內(nèi)環(huán)2″的最里邊。進(jìn)一步，該實(shí)施例不象前面所描述的實(shí)施例(見圖1(a)和圖9(a))具有一與中間軸8成一整體的接頭內(nèi)環(huán)2，而是具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中中間軸8′和接頭內(nèi)環(huán)2″是兩個(gè)分離的實(shí)體，并且中間軸8′被夾緊在接頭內(nèi)環(huán)2″上以允許扭矩傳輸。
前面所描述的實(shí)施例(見圖1(b)和圖9(b))所示，有6個(gè)球4被保持器3保持的情況，這個(gè)實(shí)施例如圖15(b)所示，有8個(gè)球4′。這個(gè)條用8個(gè)球4′的結(jié)構(gòu)可使其球的直徑減小從而有效減小整個(gè)萬向接頭的尺寸。
進(jìn)一步，如圖17所示，接頭內(nèi)環(huán)2″上的外球面12的曲條半徑R1，被設(shè)計(jì)成小于保持器3″上的內(nèi)球面17的曲條半徑R2。這樣可減小接頭內(nèi)環(huán)2″和保持器3″之間的接觸使得保持器3″的運(yùn)動(dòng)平滑，減小從球4′推保持器3″的力。
更進(jìn)一步，如圖18(a)和圖18(b)所示，萬向接頭具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中軸桿5的外球面是由凸邊狀的凸緣31形成，而軸桿5被插入接頭外環(huán)1″″′的桿邊開端，并且通過與接頭外環(huán)1″″′的徑向收縮在從接頭外環(huán)1″″′外的力作用下固定在那里，其中裝入軸桿5的間隙32′的承受構(gòu)件25′上的內(nèi)球面19軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)2上的外球面12。
權(quán)利要求
1.一種固定型等速萬向接頭，其特征在于是由下述構(gòu)件組成具有一內(nèi)球面的圓柱接頭外環(huán)，內(nèi)球面上有多個(gè)周向均布的軸向延伸軌道槽；具有一外球面的接頭內(nèi)環(huán)，外球面上有多個(gè)周向均布的軸向延伸軌道槽，該槽與接頭外環(huán)上的軌道槽對(duì)應(yīng)；多個(gè)扭矩傳輸球，放置在由接頭外環(huán)和接頭內(nèi)環(huán)共同限定的球軌道內(nèi)；以及一用來保持放置在上述球軌道內(nèi)的扭矩傳輸球的保持器；其中，上述接頭外環(huán)的后部開端有一大于接頭內(nèi)環(huán)外徑的內(nèi)徑，上述保持器的內(nèi)徑表面具有這樣的形狀，以致于當(dāng)軸中心前端的區(qū)域允許接頭內(nèi)環(huán)有軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，軸中心前端的區(qū)域可以控制接頭內(nèi)環(huán)向前的運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述扭矩傳輸球的數(shù)量為8個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于當(dāng)前述接頭內(nèi)環(huán)位于后端的承受構(gòu)件的端面由一內(nèi)球面形成，所述外球面形成延伸到接頭內(nèi)環(huán)的后部，由此上述接頭內(nèi)環(huán)的外球面由前述承受構(gòu)件的內(nèi)球面支撐。
4.如權(quán)利要求2所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于當(dāng)前述接頭內(nèi)環(huán)位于后端的承受構(gòu)件的端面由一內(nèi)球面形成，所述外球面形成延伸到接頭內(nèi)環(huán)的后部，由此上述接頭內(nèi)環(huán)的外球面由前述承受構(gòu)件的內(nèi)球面支撐。
5.如權(quán)利要求3所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于所述接頭內(nèi)環(huán)外球面的曲率半徑設(shè)計(jì)成小于保持器內(nèi)球面的曲率半徑。
6.如權(quán)利要求4所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于所述接頭內(nèi)環(huán)外球面的曲率半徑設(shè)計(jì)成小于保持器內(nèi)球面的曲率半徑。
7.如權(quán)利要求3所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于在所述接頭內(nèi)環(huán)后部形成的外球面，是由一構(gòu)件從接頭內(nèi)環(huán)分開形成的。
8.如權(quán)利要求4所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于在所述接頭內(nèi)環(huán)后部形成的外球面，是由一構(gòu)件從接頭內(nèi)環(huán)分開形成的。
9.如權(quán)利要求5所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于在所述接頭內(nèi)環(huán)后部形成的外球面，是由一構(gòu)件從接頭內(nèi)環(huán)分開形成的。
10.如權(quán)利要求6所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于在所述接頭內(nèi)環(huán)后部形成的外球面，是由一構(gòu)件從接頭內(nèi)環(huán)分開形成的。
11.如權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述承受構(gòu)件是由固定于接頭外環(huán)后開端上的軸桿提供的。
12.如權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述承受構(gòu)件是由一在其端面形成內(nèi)球面的承受構(gòu)件，以及通過上述承受構(gòu)件固定于接頭外環(huán)后開端的軸桿組成的。
13.如權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述承受構(gòu)件件是由一具有內(nèi)球面的承受構(gòu)件提供的，其內(nèi)球面形成于它的端表面中，并且所述承受構(gòu)件被直接固定在接頭外環(huán)的后部開端處。
14.如權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽是在最大操作角的范圍內(nèi)形成的，在此范圍以外的區(qū)域是通過控制軌道槽軸向長度的組合形成的。
15.如權(quán)利要求11所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽是在最大操作角的范圍內(nèi)形成的，在此范圍以外的區(qū)域是通過控制軌道槽的軸向長度的組合形成的。
16.如權(quán)利要求12所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽是在最大操作角范圍內(nèi)形成的，在此范圍以外的區(qū)域是通過控制軌道槽的軸向長度的組合形成的。
17.如權(quán)利要求13所述的固定型等速萬向接頭，其特征在于上述接頭內(nèi)環(huán)上的軌道槽是在最大操作角范圍內(nèi)形成的，在此范圍以外的區(qū)域是通過控制軌道槽的軸向長度的組合而成的。
18.一種固定型等速萬向接頭的制造方法，其特征在于該方法包括通過一圓柱接頭外環(huán)的前部開端將保持器插入到一接頭內(nèi)環(huán)的規(guī)定位置；插裝扭矩傳輸球到保持器并與多個(gè)周向均布的軸向延伸軌道槽組合，該槽位于接頭外環(huán)上的內(nèi)球面；以及通過接頭外環(huán)的后部開端插入接頭內(nèi)環(huán)，接頭外環(huán)上有一比前述接頭內(nèi)環(huán)外徑大的內(nèi)徑，通過保持器軸中心的后部表面經(jīng)過接頭內(nèi)環(huán)，其上還有一使得接頭內(nèi)環(huán)可以軸向運(yùn)動(dòng)的形狀，由此將接頭內(nèi)環(huán)放置到它的規(guī)定位置處。
全文摘要
本發(fā)明試圖保證足夠的扭矩承載能力，保持等速特性，并且簡化各種零部件的裝配。一固定型等速萬向接頭由下述部分組成，一具有內(nèi)球面的圓柱接頭外環(huán)，內(nèi)球面上有周向均布的軸向延伸軌道槽；一有外球面的接頭內(nèi)環(huán)，外球面上有周向均布的軸向延伸軌道槽的大部分；多個(gè)球放置在由接頭外環(huán)和接頭內(nèi)環(huán)共同限定的球軌道內(nèi)，一用來保持放置在球軌道內(nèi)的球的保持器；和一用來軸向支撐接頭內(nèi)環(huán)的位于接頭內(nèi)環(huán)后向的軸桿，上述接頭外環(huán)的后部開端有一大于接頭內(nèi)環(huán)外徑的內(nèi)徑，并且這個(gè)保持器內(nèi)徑表面是這樣的，位于軸中心前面的區(qū)域是一內(nèi)球面，當(dāng)其前面的區(qū)域是一具有允許接頭內(nèi)環(huán)軸向運(yùn)動(dòng)的形狀時(shí)，該內(nèi)球面的形狀可以控制接頭內(nèi)環(huán)的向前運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F16D3/2237GK1497196SQ0313488
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
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